В результате реакции, термохимическое уравнение которой 2Cl2O7(ж.) = 2Cl2(г.) + 7O2(г.) + 574 кДж, выделилось 123 кДж теплоты. Определите объём (н.у.) получившегося при этом кислорода. (Запишите число с точностью до десятых.) Ответ в л.

По термохимическому уравнению \(2Cl_{2}O_{7}(ж.) = 2Cl_{2}(г.) + 7O_{2}(г.) + 574\) кДж при образовании 7 моль кислорода выделяется 574 кДж теплоты. Отсюда пропорция: \(\frac{n(O_{2})}{7} = \frac{123}{574}\), то есть \(n(O_{2}) = \frac{7 \cdot 123}{574} = 1,5\) моль. Объём кислорода при н.у.: \(V(O_{2}) = n \cdot V_{m} = 1,5 \cdot 22,4 = 33,6\) л. Ответ: 33,6

При обработке загрязнённого образца сульфида алюминия избытком соляной кислоты выделилось 6720 мл (н.у.) сероводорода и осталось 5 г нерастворившегося осадка. Вычислите массовую долю (%) нерастворимых в кислотах примесей в указанном образце сульфида алюминия. (Запишите число с точностью до целых.) Ответ в %.

Примеси — это посторонние вещества, содержащиеся в образце вместе с основным веществом. В данном образце примеси нерастворимы в кислотах, поэтому с соляной кислотой реагирует только сульфид алюминия, а примеси остаются в виде осадка массой 5 г. Сульфид алюминия при обработке соляной кислотой полностью разлагается с выделением сероводорода: \(Al_{2}S_{3} + 6HCl = 2AlCl_{3} + 3H_{2}S\uparrow\) По уравнению \(n(Al_{2}S_{3}) : n(H_{2}S) = 1 : 3\). Найдём количество вещества сероземода... Найдём количество вещества сероводорода: \(n(H_{2}S) = \frac{V}{V_{m}} = \frac{6,72}{22,4} = 0,3\) моль. Тогда \(n(Al_{2}S_{3}) = \frac{0,3}{3} = 0,1\) моль. Масса сульфида алюминия (\(M = 150\) г/моль): \(m(Al_{2}S_{3}) = 0,1 \cdot 150 = 15\) г. Масса всего образца равна сумме массы сульфида алюминия и массы примесей: \(m(образца) = 15 + 5 = 20\) г. Массовая доля примесей: \(\omega(примесей) = \frac{5}{20} \cdot 100\% = 25\%\) Ответ: 25

Для выполнения задания 29 используйте следующий перечень веществ: кислород, гидроксид кальция, гидроксид хрома(II), уксусная кислота, сульфат железа(II), хромат калия. Допустимо использование водных растворов веществ. Из предложенного перечня выберите вещество-окислитель и вещество-восстановитель, реакция между которыми в соответствующей среде приводит к образованию единственного вещества — амфотерного гидроксида. В качестве среды для протекания реакции используйте воду или третье вещество из приведённых в перечне. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс (запишите уравнения процессов окисления и восстановления), укажите окислитель и восстановитель.

\(4Cr(OH)_{2} + O_{2} + 2H_{2}O = 4Cr(OH)_{3}\) \(1 \; | \; O_{2}^{0} + 4e \rightarrow 2O^{-2}\) \(4 \; | \; Cr^{+2} - 1e \rightarrow Cr^{+3}\) Окислитель — \(O_{2}^0\) Восстановитель — \(Cr(OH)_{2}\) (\(Cr^{+2}\)). Подробный разбор Единственный продукт должен быть амфотерным гидроксидом. В перечне такой гидроксид можно получить только из хрома: у хрома степень окисления \(+3\) даёт амфотерный \(Cr(OH)_{3}\). Значит, восстановителем берём гидроксид хрома(II), где хром находится в промежуточной степени окисления \(+2\) и легко её повышает. Окислителем выбираем кислород: в водном растворе он окисляет \(Cr(OH)_{2}\) до \(Cr(OH)_{3}\), а сам переходит в кислород степени окисления \(-2\), который и входит в состав гидроксогрупп. Средой служит вода — она же поставляет недостающие атомы водорода, поэтому других продуктов не образуется. Уравнение реакции: \(4Cr(OH)_{2} + O_{2} + 2H_{2}O = 4Cr(OH)_{3}\) Электронный баланс: \(1 \; | \; O_{2}^{0} + 4e \rightarrow 2O^{-2}\) \(4 \; | \; Cr^{+2} - 1e \rightarrow Cr^{+3}\) Окислитель — кислород \(O_{2}\) (элемент кислород в степени окисления \(0\), принимает электроны). Восстановитель — гидроксид хрома(II) \(Cr(OH)_{2}\) (элемент хром в степени окисления \(+2\), отдаёт электроны).

Для выполнения задания 30 используйте следующий перечень веществ: кислород, гидроксид кальция, гидроксид хрома(II), уксусная кислота, сульфат железа(II), хромат калия. Допустимо использование водных растворов веществ. Из предложенного перечня выберите вещества, между растворами которых протекает реакция ионного обмена. Известно, что одно из этих веществ является слабым электролитом. Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионные уравнения только одной возможной реакции.

\(Ca(OH)_{2} + 2CH_{3}COOH = Ca(CH_{3}COO)_{2} + 2H_{2}O\) \(Ca^{2+} + 2OH^{-} + 2CH_{3}COOH = Ca^{2+} + 2CH_{3}COO^{-} + 2H_{2}O\) \(OH^{-} + CH_{3}COOH = CH_{3}COO^{-} + H_{2}O\) Подробный разбор Как выбрать вещества. Нужна реакция обмена между растворами, в которой участвует слабый электролит. Из перечня в воде растворимы \(Ca(OH)_{2}\) (известковая вода), \(CH_{3}COOH\), \(FeSO_{4}\), \(K_{2}CrO_{4}\); кислород и \(Cr(OH)_{2}\) растворов не дают. Слабый электролит здесь — уксусная кислота, поэтому берём пару \(Ca(OH)_{2}\) и \(CH_{3}COOH\): реакция идёт, потому что образуется ещё более слабый электролит — вода. Молекулярное уравнение (нейтрализация, соль — ацетат кальция): \(Ca(OH)_{2} + 2CH_{3}COOH = Ca(CH_{3}COO)_{2} + 2H_{2}O\) Полное ионное уравнение. На ионы расписываем только сильные электролиты: \(Ca(OH)_{2}\) в растворе и растворимую соль \(Ca(CH_{3}COO)_{2}\). Уксусная кислота — слабый электролит, вода — тоже, их оставляем молекулами: \(Ca^{2+} + 2OH^{-} + 2CH_{3}COOH = Ca^{2+} + 2CH_{3}COO^{-} + 2H_{2}O\) Сокращённое ионное уравнение. Вычёркиваем ион-наблюдатель \(Ca^{2+}\) (он есть слева и справа) и сокращаем все коэффициенты на 2: \(OH^{-} + CH_{3}COOH = CH_{3}COO^{-} + H_{2}O\) Обрати внимание: частая ошибка — расписать \(CH_{3}COOH\) на ионы \(H^{+}\) и \(CH_{3}COO^{-}\). Так делать нельзя: уксусная кислота слабая, в растворе она существует преимущественно в виде молекул, и именно поэтому в сокращённом уравнении она записана целиком.

Фосфор при нагревании прореагировал с магнием. Образовавшееся соединение поместили в раствор бромоводородной кислоты. Выделившийся при этом газ полностью поглотили раствором, содержащим перманганат калия и гидроксид калия. Через полученный раствор зелёного цвета пропустили хлор, при этом наблюдали изменение окраски раствора. Напишите молекулярные уравнения четырёх описанных реакций.

1) 2P + 3Mg --(t)--> Mg3P2 2) Mg3P2 + 6HBr = 3MgBr2 + 2PH3 3) PH3 + 8KMnO4 + 11KOH = 8K2MnO4 + K3PO4 + 7H2O 4) 2K2MnO4 + Cl2 = 2KCl + 2KMnO4 Подробный разбор Разберём цепочку превращений по шагам, ориентируясь на цвет и характер продуктов. Фосфор с активным металлом при нагревании даёт фосфид — фосфор здесь окислитель и переходит в степень окисления \(-3\): \(2P + 3Mg \overset{t}{\rightarrow} Mg_{3}P_{2}\) Фосфид магния необратимо гидролизуется кислотой: выделяется фосфин \(PH_{3}\) — это и есть «выделившийся газ»: \(Mg_{3}P_{2} + 6HBr = 3MgBr_{2} + 2PH_{3}\uparrow\) Фосфин — сильный восстановитель, он окисляется до фосфата. В сильнощелочной среде перманганат восстанавливается лишь до манганата \(K_{2}MnO_{4}\), который и придаёт раствору зелёный цвет. Фосфор отдаёт 8 электронов (\(-3 \rightarrow +5\)), каждый \(Mn^{+7}\) принимает один — отсюда коэффициент 8 перед \(KMnO_{4}\): \(PH_{3} + 8KMnO_{4} + 11KOH = 8K_{2}MnO_{4} + K_{3}PO_{4} + 7H_{2}O\) Хлор окисляет манганат обратно до перманганата, поэтому зелёная окраска сменяется малиновой: \(2K_{2}MnO_{4} + Cl_{2} = 2KCl + 2KMnO_{4}\) Ключевой момент: запомни, что среда определяет продукт восстановления перманганата: в щелочной — зелёный манганат \(MnO_{4}^{2-}\), в нейтральной — бурый осадок \(MnO_{2}\), в кислой — почти бесцветный \(Mn^{2+}\).